用於製備納米乳液的多轉子處理裝置及其用途的製作方法

2023-11-01 16:39:32 1

本發明涉及納米乳液的製備，具體地說，本發明涉及用於製備納米乳液的多轉子處理裝置及其用途。

背景技術：

納米乳液(乳狀液)具有廣泛的用途，例如，將潤滑油製成納米乳液(納米潤滑油)，可以有效地提高潤滑油的性能和使用壽命。

傳統的納米乳液的製備方法是將兩種互不相溶的液體在表面活性劑的作用下形成乳液，在微泡中經成核、聚結、團聚、熱處理後得納米粒子。上述這些方法是低效、高成本的，從而限制了納米乳液的廣泛應用。

本發明利用多轉子攪拌器產生高速渦旋環境，通過物理和化學反應將兩種或兩種以上互不混溶的液體製成納米乳液，從而實現了大批量的納米乳液的製備。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種用於製備納米乳液的多轉子處理裝置。

為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：

本發明的裝置為：在主鴿籠式套筒內設置多個轉子系統，每個轉子系統包括副齒輪、副鴿籠式套筒、旋轉刀頭、刀頭套筒；每個副齒輪與主齒輪嚙合，並驅動旋轉刀頭轉動；主齒輪由馬達驅動；主鴿籠式套筒和副鴿籠式套筒分別有頂蓋和底蓋。

上述裝置構成三種類型的隔室，第一種由主鴿籠式套筒、其頂蓋和底蓋圍成，其容納多個轉子系統，在其頂蓋和底蓋上有與每個轉子系統對應的孔；第二種由副鴿籠式套筒、其頂蓋和底蓋圍成，其容納刀頭套筒，在其頂蓋和底蓋上分別有與刀頭套筒直徑匹配的開孔；第三種由刀頭套筒圍成，其容納用於攪拌的旋轉刀頭，沒有頂蓋和底蓋。

所述套筒均為繞軸轉動的圓柱形旋轉體，筒壁上存在鏤空的孔或條紋。馬達轉速為5,000至11,000rpm，高速旋轉時會產生非常強的渦旋。馬達驅動主齒輪，主齒輪帶動副齒輪以主齒輪大約1.5～3倍的速率旋轉。當副齒輪旋轉時，旋轉刀頭會以與副齒輪同樣的速率轉動。

旋轉刀頭被刀頭套筒環繞，所述刀頭套筒的壁上有不同類型和大小的鏤空的孔或條紋，如圖3所示。孔或條紋的類型和大小與乳液顆粒的大小有關。本發明的裝置可以用於製備5微米至50微米的乳液。

旋轉刀頭的刀口邊緣與刀頭徑向有一定的偏斜度，其角度為圖4所示的α角，優選為95～105度，特別優選100度。所述裝置可以用不鏽鋼、鋁合金、銅和/或鈦製造，優選用不鏽鋼製造。

本發明提供的多轉子攪拌處理裝置的使用方法為：使待處理乳液進入刀口套筒，例如通過刀口套筒下方的開口進入刀口套筒；開動馬達，主齒輪旋轉，帶動副齒輪旋轉，副齒輪驅動旋轉刀頭轉動；處理後的乳液流出刀頭套筒，收集後檢測是否達到質量標準。

本發明的裝置可用於製備納米潤滑油。當製備納米潤滑油時，先向潤滑基礎油(base oil)中加入納米添加劑，例如NIS公司生產的NanoLub RC-X添加劑，然後用本發明的多轉子攪拌處理裝置進行處理。

本發明所達到的有益效果是：

(1)多個轉子同時攪拌不僅增加了有效攪拌體積，還能對乳液施加強剪切、高紊流攪拌；

(2)裝置結構簡單緊湊，製造成本低，使用方便靈活；

(3)可進行乳液的批量或連續供給，便於進行大量乳液的製備。

附圖說明

附圖用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用於解釋本發明，並不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1為所述裝置的構造示意圖；圖中標號為：101－馬達；102－主齒輪；103－副齒輪；104－旋轉刀頭；105－副鴿籠式套筒；106－主鴿籠式套筒；107－副鴿籠式套筒底蓋；108－主鴿籠式套筒頂蓋；109－刀頭套筒。

圖2為主齒輪與三個副齒輪的關係示意圖，其中標記2和3指的分別是主齒輪和副齒輪的齒。

圖3為刀頭套筒的示意圖，其中標記9指的是套筒側壁的鏤空的孔或條紋。

圖4為旋轉刀頭與刀頭套筒示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用於說明和解釋本發明，並不用於限定本發明。

下面以用三轉子攪拌處理裝置製備納米潤滑油為例對本發明作進一步說明。

如圖1所示，在主鴿籠式套筒106內設置三個轉子系統，每個轉子系統包括副齒輪103、副鴿籠式套筒105、旋轉刀頭104、刀頭套筒109。每個副齒輪103與主齒輪102嚙合，並驅動旋轉刀頭104轉動；主齒輪102由馬達101驅動。主鴿籠式套筒有頂蓋和底蓋，頂蓋和底蓋上分別有與三個轉子系統對應的開孔。

上文所述的三種隔室的體積比為：

1刀頭套筒隔室與副鴿籠式套筒隔室之比為15％；

2刀頭套筒隔室與主鴿籠式套筒隔室之比為0.45％；

3副鴿籠式套筒隔室與主鴿籠式套筒隔室之比為3％。

副鴿籠式套筒105為繞軸轉動的圓柱形旋轉體，側壁也有鏤空的通孔。

如圖2所示，三個轉子系統中的副齒輪103按等邊三角形方式環繞主齒輪102。馬達驅動主齒輪帶動副齒輪以主齒輪兩倍的速率旋轉。

旋轉刀頭的刀口邊緣與刀頭徑向的偏斜度的角度α為100度。刀頭的高度為18mm，刀頭套筒的高度為25.5mm。

使用時，根據產品說明書，向潤滑基底油中添加NanoLub RC-X納米添加劑。令加入納米添加劑的潤滑基礎油從刀頭套筒109隔室的底部開口中流入，從副鴿籠式套筒隔室中流出，再經過主鴿籠式套筒隔室，最後流入儲液罐。在此期間，開動馬達101，轉速為10,000rpm。

馬達驅動主齒輪102旋轉，由主齒輪102帶動副齒輪103旋轉，與副齒輪103連接的旋轉刀頭104以相同的速率旋轉，連續旋轉攪拌製造大量乳液。

檢測收集到的經過處理的乳液，證實本發明裝置產生了合格的納米潤滑油。

圖2為主齒輪與三個副齒輪的關係示意圖，其中標記2和3指的分別是主齒輪和副齒輪的齒。

圖3為刀頭套筒的示意圖，其中標記9指的是套筒側壁的鏤空的孔或條紋。

圖4為旋轉刀頭與刀頭套筒示意圖。

最後應說明的是：以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。